
_START_ARTICLE_
نظائر الهيدروجين
_START_PARAGRAPH_
لدى الهيدروجين (H) (الكتلة الذرية القياسية 1.00794 دالتون) ثلاث نظائر متوفرة طبيعياً وهي ¹H و ²H و ³H. أكثر نظير مشع ثابت للهيدروجين هو ³H وله عمر نصف مقداره 12.32 سنة. _NEWLINE_هنالك نظائر أخرى أثقل (⁴H إلى ⁷H)ولكنها غير ثابتة بالمرة (عمر النصف لها أقل من زبتو ثانية (10⁻²¹ من الثانية) ومصنعة فقط مخبرياً. من هذه النظائر الثقيلة، يعد ⁵H أكثرها ثباتاً، أما أقلها فهو ⁷H._NEWLINE_يعد الهيدروجين العنصر الكيميائي الوحيد الذي تختلف أسماء نظائره، حيث أن نظائر العناصر الأخرى تميز عن بعضها بعدد الكتلة الموافق. يسمّى النظير هيدروجين-2 ديوتيريوم، في حين أن النظير هيدروجين-3 يسمّى تريتيوم. النظير الشائع للهيدروجين وهو هيدروجين-1، والذي لا يحوي نيوترونات، يدعى بروتيوم.
_START_SECTION_
هيدروجين-1 (بروتيوم)
_START_PARAGRAPH_
يعد ¹H أكثر نظائر الهيدروجين شيوعاً وله وفرة تفوق 99.98%. سمّي هذا النظير بالبروتيوم لأن نواته تتكون من بروتون وحيد، لكن هذه التسمية غير شائعة._NEWLINE_لم يلاحظ حدوث اضمحلال شعاعي للهيدروجين-1، لذلك فهو نظير مستقر ثابت.
_START_SECTION_
هيدروجين-2 (الديوتيريوم)
_START_PARAGRAPH_
إن ²H هو النظير الآخر المستقر للهيدروجين ويعرف باسم الديوتيريوم وتتألف نواته من بروتون واحد ومن نيوترون واحد._NEWLINE_إن الدويتيريوم ليس نظيراً مشعاً، وليس لديه أي سميّة. يدعى الماء المثرى بجزيئات تحوي الدويتيريوم بدل الهيدروجين (البروتيوم) بالماء الثقيل. يستخدم الديوتيريوم ومركباته في الوسم غير المشع في تجارب ومحلات مطيافية الرنين النووي المغناطيسي.
_START_SECTION_
هيدروجين-3 (التريتيوم)
_START_PARAGRAPH_
يعرف النظير ³H باسم التريتيوم وتتألف نواته من بروتون واحد ونيوترونان اثنان. وهو مشع ويضمحل إلى الهيليوم-3 من خلال اضمحلال بيتا وذلك بعمر نصف مقداره 12.32 سنة._NEWLINE_توجد في الطبيعة كميات قليلة من التريتيوم بسبب تأثير الأشعة الكونية مع غازات الغلاف الجوي. يطلق التريتيوم أيضاً أثناء اختبارات الأسلحة النووية. أكثر طرق تحضير التريتيوم شيوعاً تتضمن قذف نظير الليثيوم الطبيعي ليثيوم-6 بالنيوترونات في مفاعل نووي._NEWLINE_استخدم التريتيوم مسبفاً في تجارب الوسم الكيميائية والحيوية في الوسم النظائري. ويستخدم التريتيوم حالياً في جيوكيمياء النظائر وفي إضاءة التريتيوم. يستعمل التريتيوم في الاندماج النووي ديوتيريوم-تريتيوم كمتفاعل أساسي مع الدويتيريوم، من خلال تحرير الطاقة عن طريق ضياع الكتلة عندما تصطدم النواتان تندمجان عند درجات حرارة مرتفعة.
_START_SECTION_
هيدروجين-4
_START_PARAGRAPH_
يحنوي ⁴H على بروتون واحد وثلاث نيوترونات في نواته. وهو نظير مشع غير ثابت. _NEWLINE_حضّر مخبرياً من جرّاء قذف التريتيوم بنوى دويتيريوم سريعة الحركة._NEWLINE_اتبع أثر الهيدروجين-4 من البروتونات الصادرة. للهيدروجين-4 كتلة ذرية مقدارها 4.02781 ± 0.00011 دالتون. يضمحل من خلال انبعاث نيوترون وله عمر نصف مقداره (1.39 ± 0.10) × 10⁻²² ثانية.
_START_SECTION_
هيدروجين-5
_START_PARAGRAPH_
إن النظير ⁵H للهيدروجين غير ثابت وهو له نواة مؤلفة من بروتون واحد وأربع نيوترونات._NEWLINE_حضّر النظير هيدروجين-5 مخبرياً من قذف التريتيوم بنوى تريتيوم سريعة الحركة. _NEWLINE_في هذه التجربة، التقطت نواة التريتوم نيوترونين من الأخرى مشكلة نواة ببروتون واحد وأربع نيوترونات._NEWLINE_يضمحل الهيدروجين-5 من خلال انبعاث نيوترون مضاعف ولديه عمر نصف 9.1 × 10⁻²² ثانية على الأقل.
_START_SECTION_
هيدروجين-6
_START_PARAGRAPH_
تتألف نواة الهيدروجين-6 من بروتون واحد وخمس نيوترونات. _NEWLINE_يضمحل ⁶H من خلال انبعاث نيوترون ثلاثي ولديه عمر نصف 2.90 × 10⁻²² ثانية.
_START_SECTION_
هيدروجين-7
_START_PARAGRAPH_
تتألف نواة ⁷H من بروتون واحد وست نيوترونات. حضّر لأول مرة عام 2003 من قبل فريق من العلماء الروس واليابانيين والفرنسيين في مختبرات الأشعة في ريكن عن طريق قذف البروتيوم بذرات النظير هيليوم-8. في التفاعل الحاصل، جرى منح النيوترونات الستة لنظير الهيليوم إلى نواة ذرة الهيدروجين. تم تأكيد التفاعل من خلال تتبع البوتونين المتبقيين من خلال تلسكوب ريكن، وهو جهاز مؤلف من عدة طبقات من الحساسات المتموضعة خلف الهدف لحزمة أشعة المسرع الدوراني.